физика лекции по оптике. Курс лекций по физике ч волновая и квантовая оптика Строение атома и ядра Красноярск 2011 Волновая оптика 2
 Скачать 4.1 Mb.
|
|
10.22.6. Шаровые звездные скопления В созвездии Стрельц наблюдаются ряд ярких шаровых звездных скоплений. В отличие от рассеянных звездных скоплений они являются более старыми объектами в Галактике и более удалены от нас (табл. 10.9). Волновая оптика 268 Таблица 10.9 NGC M Число звезд Расстояние, кпк Диаметр, пк Созвездие 6121 4 3,3 15 Стрелец 6626 28 4,6 6656 22 3 25 6723 10 6809 55 5,8 45 6093 11 Скорпион В созвездии Пегаса можно наблюдать шаровое звездное скопление М (NGC7080), которое удалено от Земли на 40000 св. лет. Диаметр скопления 165 св. лет, содержит 6 млн. звезд - красноватые гиганты с температурой 2000-4000 К. Ряд из них цефеиды. Скопление приближается к нам со скоростью 114 км/с. Возраст - миллиарды лет. В созвездии Волосы Вероники рядом со звездой -Волосы Вероники расположено шаровое звездное скопление М. Скорость удаления 100 км. До него 20 кпк. В созвездии Геркулес можно наблюдать два шаровых звездных скопления. Одно из них М расположено между звездами -и -Геркулеса. Содержит 0,5 млн. звезд - холодных красных гигантов, 150 из них - переменные звезды. Удалено от нас на 23000 св. лет. Другое шаровое звездное скопление М расположено между звездами - и -Геркулеса. Содержит много горячих звезд-гигантов. Скопление удалено на 7,3 кпк. В созвездии Змея наблюдается шаровое звездное скопление М. Содержит 60000 звезд. До него 8,3 кпк. В созвездии Змееносец можно найти четыре ярких шаровых звездных скоплений, образующих две пары Ми М, соответственно удалены на 5,8 кпк и 5 кпк. Ми М. Удалены на 6,9 кпк. В созвездии Водолей наблюдается шаровое звездное скопление М (NGC7293). Удалено на 15,8 кпк. В созвездии Козерог можно наблюдать шаровое звездное скопление М, которое удалено на 12,6 кпк, но приближается к нам со скоростью 100 км/с. Приложение 2 Экспресс - новости науки и техники 1. Замедление скорости искусственных спутников Полеты искусственных спутников "Пионер" - запущен к дальним планетам Солнечной системы "Галилей" -запущен к полету до Юпитера "Пионер- 11" - запущен в 1973 г "Улисс" - облетающий вокруг Солнца и т. д. показали, что они движутся много медленнее, чем следует из расчетов. Возможно, это связано с утечкой топлива или их движение подчиняется притяжению невидимого объекта (типа матрицы) или не совсем точен закон всемирного тяготения Ньютона (доктор Андерсон из НАСА, а это действительно так. Волновая оптика 269 2. Темная материя (темная энергия) Эволюция строение и размеры Вселенной взаимосвязаны. В 1929 гастроном Хаббл установил, что галактики Вселенной удаляются друг от друга. Чем дальше от нас галактики, тем больше их скорость удаления. Так родилась гипотеза о расширяющейся Вселенной, которая возникла в результате Большого взрыва гипотеза Гамова). В будущем эволюция нашей Вселенной зависит от критической плотности вещества ( 10 32 г/см 3 ). Если плотность вещества Вселенной превысит критическую плотность, то сила тяготения затормозит расширение и материя начнет сжиматься. Если массы космического вещества ее хватит на то, чтобы Вселенная затормозила свое расширение, иона достигла бы максимального размера ив дальнейшем находилась в состоянии покоя, что мало вероятно.Но если во Вселенной материи недостаточно (плотность ее меньше критической, то расширение будет продолжаться вечно.По последним данным, полученным с помощью телескопа "Хаббл" ученым удалось измерить расстояние до самых удаленных космических объектов (галактик, квазаров и т.д.). Возникла наша Вселенная в результате Большого Взрыва 13,2 миллиарда лет. Диаметр современной Вселенной составляет 36 миллионов световых лет. Масса Вселенной оценивается в 10 53 тонн. Компьютерный анализ 76000 галактик показал, что общей массы Вселенной не хватает, чтобы остановить ее расширение. Всего 1% массы Вселенной мы видим как светящуюся материю звезд, галактик, квазаров. Еще 4% приходится на межгалактический газ и, слабосветящиеся звезды. 25% составляет Темная материя, состоящая из неизвестных экзотических частиц, имеющих массу. Загадкой остаются остальные 70% космической массы вещества Вселенной. Предполагают, что она скрыта в Темной энергии. Вот эта таинственная сила и ускоряет расширение Вселенной. Большая надежда возлагается на спутник НАСА МАР, который предполагают запустить в 2001 г. и на европейскую миссию PLANK, намеченной наг. Благодаря новому оборудованию, все виды космического излучения будут измерены с разрешением враз лучшим, чем нынешние. Параметры Вселенной будут рассчитаны с точностью до 1%. С помощью рентгеновской обсерватории «Чандра» недавно обнаружено, что всю Вселенную пронизывают нити горячего газа, которые формируют массу Вселенной. Газовые нити пронизывают Вселенную на миллионы световых лета их общая масса вещества в них в пять раз больше суммарной массы всех звезд Вселенной. Одна из таких нитей проходит и через нашу Галактику Млечный Путь. Возможно, что эта паутина из нитей горячего газа формирует ячеистую структуру всей Вселенной. Существующие во Вселенной черные дыры должны быть распределены равномерно и служат для превращения любой материи, в том числе пространства и времени, в энергию физического вакуума. Согласно законов сохранения массы- энергии, импульса и момента импульса должны существовать белые дыры, которые превращают энергию физического вакуума в материю. Действительно астрономическими наблюдениями обнаружены удаленные объекты, испускающие мощные струи голубого вещества колоссальной массы (см. стр, 231). Волновая оптика 270 3. О синтезе тяжелых элементов После Большого взрыва в молодой Вселенной на определенной стадии эволюции были в основном водород ( 70%) и гелий ( 25%). Из этих газов позднее сформировались звезды первого поколения, в которых начался синтез водорода в гелий. В результате термоядерных реакций в звездах постепенно образовывались более тяжелые элементы вплоть до железа (процесс) и висмута (процесса еще более тяжелые элементы были синтезированы при взрывах сверхновых звезд. Так считалось до последнего времени. Однако по расчетам ученых такого количества тяжелых элементов на Земле эти взрывы не могли обеспечить. Предложена современная гипотеза, согласно которой все элементы тяжелее железа синтезируются в результате гигантских взрывов столкнувшихся нейтронных звезд за сотни миллионов лет до появления Солнечной системы. Тщательное компьютерное моделирование показало, что при сближении нейтронных звезд их мощные гравитационные силы разрывают звезды на части. При этом, за несколько миллисекунд, выделяется столько энергии, которой достаточно для освещения всей Вселенной. В результате взрыва нейтронные звезды превращаются в черную дыру, а часть материи выбрасывается в космическое пространство. В процессе столкновения и взрыва нейтронных звезд за миллисекунды температура вещества повышается до миллиардов кельвин, а нейтроны вдавливаются в ядра, имеющихся тяжелых элементов, что приводит к синтезу еще более тяжелых элементов. Выброшенное вещество в космическое пространство, содержащее тяжелые элементы, смешивается с межзвездным газом и пылью, из которого в дальнейшем через миллионы лет возникают звездные системы, и возможно так возникла наша Солнечная система. Волновая оптика 271 Заключение Физическая картина современного мира сложна и разнообразна. Все вышеизложенное представляет весьма малую часть реальной картины мира, безграничного космического пространства и всей Вселенной. Предстоит еще многое познать, открыть новые источники энергии, которые действуют в природе и применить их на благо всего человечества. Пожелаем будущим поколениям успехов на этом тернистом пути. Эпилог Земля вращалась во Вселенной, Шесть тысяч лет на лаврах атом почивал. Считали его предки неделимым, Он в одиночестве страдал. Но вот его лица фотон коснулся, И атом тайны нам раскрыл. От долгой спячки он проснулся. Свое ядро в нуклоны превратил. С небес космические ливни заструились, Неся потоки позитронов на хвостах комет. Мезоны, даже бомбы появились, Каких там резонансов только нет. Теперь ученые гадают, Как разобраться в микромире, То шарм, то кварки предлагают, То обращаются к "Наирей". Решали Ньютон, Фарадей Природы сложные задачи. Осталось снять фату с полей, Так пожелаем всем удачи. (Автор |